Теплоэнергетика

Краткое описание разработки/проекта:

АС ГРЭТ предназначен для математического моделирования газотурбинных двигателей различного назначения (для энергетики, судостроения, авиации и транспорта).

Позволяет получать адекватные математические модели газотурбинных двигателей и проводить на них исследование в области управления и диагностики по термогазодинамическим параметрам.

Предполагаемая цена 700 тыс. рублей. Преимущество перед аналогами заключается в том, что АС ГРЭТ позволяет моделировать любой ГТУ, любой схемы с несущественными ограничениями.

Патентная защищённость. АС ГРЭТ имеет правовую защиту в виде лицензии. Зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ 30 мая 2012 г. под №2012614854.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Техническим результатом является увеличение эффективности процессов тепломассообмена в градирне вследствие применения насадок с шероховатой поверхностью «Инжехим» с удельной поверхностью 200-300 м2/м3 Технический результат достигается тем, что мини градирня, содержащая установленный на

водосборном бассейне корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз сетчатый каплеуловитель, коллектор для подачи воды, снабженный водоразбрызгивающими соплами, а также установленный на верху корпуса вентилятор. Градирня содержит хаотичных насадок Инжехим (IRG) и слой регулярных насадок. При этом высота слоя хаотичной насадки составляет 0,25 от высоты слоя регулярной насадки. Устройство представляет собой цилиндрический аппарат, заполненный хаотичными 1 и регулярными 2 насадками, причем высота хаотичной насадки меньше и составляет  25% от регулярной. В нижней части расположены бассейн 5 для сбора воды, коллектор для выхода охлажденной воды 8 и воздуходувные кона 10. Регулярные насадки 2 расположены на опорной решетке 9, а хаотичные насадки 1 - на регулярных насадках 2. В верхней части мини-градирни расположены вентилятор 3, коллектор 7 с соплами 4 для подачи воды и сетчатый каплеуловитель 6. Отличие от известных предлагаемой мини градирни с насадками является то, в верхней части содержится слой хаотичной насадки 1, которая обеспечивает равномерность распределение воды на слой регулярной насадки 2, и тем самым повышается тепловая эффективность, кроме этого регулярная рулонная насадка имеет гофры и шероховатую поверхность. Устройство работает следующим образом, сверху колонны, проходя через коллектор 7 для подачи воды через распределительное устройство в виде сопла 4, поступает  жидкость, которую необходимо охладить. Вода самотеком проходит последовательно через слой хаотичной 1 и регулярной 2 насадки, таким образом, увеличивается поверхность контакта фаз «жидкость-газ». Сетчатый каплеуловитель 6 препятствует потерям жидкости с каплеуносом. Вентилятор 3 создает восходящий поток воздуха, поступаемого в аппарат через воздуходувные окна 10, взаимодействуя с жидкостью в противотоке, происходит процесс тепло-массообмена. Режим течения пленки жидкости волновой, а воздуха - турбулентный. Так как геометрические параметры элементов хаотичной насадки 1 превышают размеры (геометрические параметры) каналов регулярной 2, установка дополнительных опорных решеток между слоями насадок не является обязательной. Под регулярной насадкой 2 же опорная решетка 9 установлена. Охлажденная вода поступает в бассейн 5 для сбора воды, уже оттуда по коллектору для выхода охлажденной воды 8 направляется на дальнейшие нужды предприятия. Плотность орошения в такой мини градирне достигает 40 м3/м2 час, что в 2-3 раза выше крупногабаритных градирен. Отсюда и габариты будут в 2-3 раза меньше.

В ходе теоретических исследований было установлено, что тепловая эффективность предлагаемой мини градирни может достигать 96%. Мини градирня, содержащая установленный на водосборном бассейне корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно

сверху вниз сетчатый каплеуловитель, коллектор для подачи воды, снабженный водоразбрызгивающими соплами, а также установленный на верху корпуса вентилятор, отличающаяся тем, что содержит слой хаотичных насадок «Инжехим» и слой регулярных насадок.

Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов, состоящая из пакетов, набранных из гофрированных листов и установленных один над другим слоями, отличается тем, что центральный пакет в слое выполнен в виде цилиндра, а остальные пакеты размещены в виде долей коаксиальных цилиндров, при этом гофры листов расположены под углом к горизонту, а в смежных листах пакета выполнены перекрестно.

Патентная защищённость.

1. Патент № 175 714 Заявка: 2017112126, 10.04.2017
2. Патент № 54818 Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Техническим результатом является повышение эффективности теплообмена от сред с повышенной вязкостью в теплообменнике за счет интенсификации теплоотдачи объемными интенсификаторами и регулирования процесса теплообмена.

Технический результат достигается тем, что зонный теплообменник, содержащий трубу с патрубками для входа и выхода теплоносителя и нагреваемой или охлаждаемой среды, а также интенсификатор потока. Теплообменник состоит не менее чем из трех зон с проточными витыми нагревательными элементами, которые располагаются по зонам нагрева исходной смеси, в каждой зоне расположены датчики для контроля температуры среды, а интенсификатор потока выполнен в виде фланцов с тубулизирующей решеткой или насадкой.

Витые проточные нагревательные элементы, обеспечивают кроме интенсификации теплообмена равномерный нагрев или охлаждение среды по всему объему зоны. Турбулизирующая решетка даже при турбулентном режиме течении исходной смеси способствует разрушению ламинарного пограничного слоя на входном участке вихревых элементов нагрева, что также способствует повышению эффективности теплообмена. Кроме этого за счет интенсификации обеспечивается компактное аппаратурное оформление теплообменника.

Например, в процессах переработки и разделения углеводородных смесей перед ректификационными колоннами используются подогреватели жидких потоков перед подачей на тарелку питания колонны. Чаще всего применяются кожухотрубчатые теплообменники, обогреваемые горячей водой, поступающей после холодильника-дефлегматора с верха колонны. При этом для проведения процесса ректификации в оптимальном режиме необходимо точно поддерживать температуры жидкой смеси перед подачей в колонну. В связи с возможными изменениями расхода и состава смеси представляются более целесообразно применение зонного теплообменника-подогревателя с управлением по температурам нагрева смеси по зонам.  Предлагаемый зонный теплообменник, состоящий из как минимум из трех зон с витыми проточными элементами, которые располагается по зонам (секциям) нагрева исходной смеси, устанавливается вместо кожухотрубчатого теплообменника. В каждую зону подается теплоноситель для нагрева смеси. Контроль нагрева осуществляется по датчикам температур  нагрева смеси на выходе из каждой зоны. Таким образом, при перегреве смеси выше заданной температуры возможно исключение одной из зон нагрева, путем прекращения в эту зону подачи теплоносителя  или снижения его  расхода. Контроль температурного профиля нагрева исходной смеси позволяет гибко управлять процессом нагрева исходной жидкой смеси перед подачей в колонну ректификации.

При небольших расходах исходной смеси и сред с повышенной вязкостью, если режим течения ее в зонах нагрева ламинарный, то перед каждой зоной предлагается применение турбулизирующих решеток или хаотичных насадок, за счет чего происходит значительное повышение эффективности теплоотдачи в каждой зоне. Даже при турбулентном режиме течении исходной смеси турбулизирующая решетка способствует разрушению ламинарного пограничного слоя на входном участке вихревых элементов нагрева, что также способствует повышению эффективности теплообмена.

Зонный теплообменник поясняется чертежом на рис. 1, где изображена принципиальная схема предлагаемого зонного теплообменника.

Цифрами на чертеже обозначены:

1. Выход нагреваемой или охлаждаемой среды;
2. Фланцы с турбулизируюшей решеткой;
3. Витые проточные нагревательные элементы;
4. Вход теплоносителя;
5. Выход теплоносителя;
6. Датчики температур  для контроля температуры нагрева смеси.
7. Горизонтальный  цилиндр

Зонный теплообменник содержит вход 1 и выход 2 нагреваемой или охлаждаемой среды, горизонтальный цилиндр 8, фланцы с тубулизирующей решеткой 3, витые проточные нагревательные элементы 4, патрубки для входа и выхода теплоносителя 5, 6 и датчики температур 7 для контроля температуры воды.

Зонный теплообменник работает следующим образом.

Исходная среда поступает на вход 1 и далее на фланцы с турбулизирующей решеткой 3, благодаря чему интенсифицируется теплообмен, на витые проточные нагревательные элементы 4 сверху на вход 5 подается теплоноситель, который выходит из аппарата через выход 6, при этом температура смеси регулируется датчиком температур 7. Таким образом, при перегреве смеси выше заданной температуры возможно исключение одной из зон нагрева, путем прекращения в эту зону подачи теплоносителя или снижения его расхода. И так исходная среда проходит четыре зоны и направляется для дальнейшего использования через выход 2.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

В основе модели заложена ГИС ZuluThermo, при помощи которой можно осуществить моделирование теплогидравлического режима работы тепловой сети. Данная модель будет дополнена расчетным комплексом, определяющим различные варианты себестоимости тепловой энергии от различных источников.

Модель может быть использована для решения различных задач, таких как:

• построение модели тепловой сети;
• конструкторский расчет тепловой сети;
• наладочный расчет тепловой сети;
• поверочный расчет тепловой сети;
• расчет требуемой температуры на источнике;
• коммутационные задачи;
• построение пьезометрического графика;
• расчет надежности системы теплоснабжения;
• расчет нормативных потерь тепла через изоляцию;
• расчет себестоимости тепловой энергии.

Расчету подлежат тупиковые и кольцевые тепловые сети, в том числе с повысительными насосными станциями и дросселирующими устройствами, работающие от одного или нескольких источников. Модель предусматривает теплогидравлический расчет с присоединением к сети тепловых (ИТП) и центральных тепловых пунктов (ЦТП) по нескольким десяткам схемных решений.

Возможен гидравлический расчет сети с использованием обобщенных потребителей без информации о тепловых нагрузках и конкретных схемах присоединения потребителей к тепловой сети. Использование модели позволяет лучше понимать ежимы работы тепловой сети, анализировать аварийные ситуации, оценивать мероприятия по модернизации и перспективному развитию системы централизованного теплоснабжения.

Использование данной модели позволит рассчитывать режимы работы тепловой сети, анализировать аварийные ситуации, оценивать мероприятия по модернизации и перспективному развитию централизованного теплоснабжения, а также рассчитывать себестоимость тепловой энергии при различных вариантах подключения к тепловым сетям.

Степень готовности к внедрению. Создан экспериментальный образец.

Патентная защищённость. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2019618272 от 27 июня 2019 года.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Суть пульсационного метода интенсификации теплообмена заключается в том, что на поток теплоносителя накладываются принудительные колебания (пульсации) с учетом технических характеристики теплообменного оборудования. Интенсификация теплообмена достигается за счет увеличения локальных скоростей, дополнительной турбулизации и выравнивания температурных полей потока.

Известно, что теплопроизводительность теплообменного оборудования может снизиться ввиду ряда причин (загрязнение поверхности теплообмена, изменение температуры охлаждающего теплоносителя и т.д.). В то же время имеющиеся пассивные методы интенсификации теплообмена трудно применить для интенсификации теплообмена существующего теплообменного оборудовании, поскольку они требуют изменении конструкции. К преимуществам можно отнести, то что пульсационный метод интенсификации позволяет восстановить теплопроизводительность существующего теплообменного оборудования без его разбора и замены конструкции. С другой стороны пульсационных методов воздействия на потоки теплоносителей приводит к снижению скорости образований отложений и увеличению межремонтного периода работы теплообменных аппаратов за счет увеличения скорости потока и его турбулизации.

На примере маслоохладителей осуществляющих охлаждение масла подшипников насосных агрегатов насосно-перекачивающих станций, показано, что наложение колебаний на поток масла в межтрубном пространстве приводит к интенсификации теплообмена и повышению эффективности процесса охлаждения за счет снижения расхода охлаждающей воды.

Степень готовности к внедрению. Разработаны технические решения для реализации метода. Дальнейшие исследования направлены на адаптацию полученных результатов для широкого класса теплообменного оборудования, различных теплоносителей и режимов течения.

Патентная защищённость. Имеются патенты на полезную модель.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Устройство для улавливания мелкодисперсных частиц, состоит из прямоугольного корпуса, входного и выходного патрубков и нескольких рядов двутавровых элементов внутри аппарата, которые крепятся по высоте к корпусу устройства и имеют поперечную пластину, которая располагается немного выше середины двутавровых элементов. Устройство позволяет существенно продлить срок эксплуатации фильтров тонкой очистки, что снизит суммарные энергозатраты на проведение процессов фильтрования газов при низком гидравлическом сопротивлении.

Конструкция полностью разборная, не имеющая мелких частей, не требующая обеспечения высокой точности изготовления, позволяет создавать большую центробежную силу при относительно невысоких среднерасходных скоростях движения газа.

Разработанное устройство позволяет производить очистку газовых потоков от мелкодисперсных частиц с высокой эффективностью, исключая многие неблагоприятные факторы: повышенное высокое удельное электрическое сопротивление, нерекомендуемый состав сжигаемого топлива, приводящий к отложениям на стенках аппаратов и др., которые существенно снижают эффективность работы многих других очистительных аппаратов (электрофильтры, мокрые аппараты и др.).

Новизна разрабатываемого устройства заключается в конструктивном оформлении двутавровых элементов внутри аппарата и их расположения относительно друг друга, позволяющие существенно увеличить значение центробежной силы, которая влияет на эффективность очистки газовых потоков при относительно небольших входных скоростях 3 – 25 м/с.

Эффективность очистки газового потока от мелкодисперсных частиц размером более 10 мкм будет варьироваться в пределах 99 – 99,9 %, для частиц менее диаметром менее 10 мкм эффективность улавливания более 50%. Значение коэффициента гидравлического сопротивления одного ряда имеет значение не более 2,1. Устройство может работать с агрессивными средами. Существует возможность использования металлических и неметаллических материалов для изготовления элементов устройства. Низкий уровень шума.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Видеоролик-описание можно просмотреть по ссылке.